弱透水层瞬态水力参数的地质统计反演识别研究

弱透水层释水变形伴随着水力参数(渗透系数K和贮水率Ss)的瞬态变化,传统的“移动窗口”式反演方法假定每个反演窗口的初始状态是静态的,这与弱透水层释水变形存在明显滞后效应的实际情况不符。本文提出了在高维参数反演优化情境下,时间域上模型参数的动态变化可与空间域上模型参数的一维非均质性等价,因而可用地质统计反演方法可用于识别弱透水层瞬态K和Ss的新思路,实现了该方法在水文地质领域的创新性应用。以上海越流含水层系统为例,运用似线性地质统计反演算法,高精度地拟合了F16分层标处的长观变形数据,获取了原位透镜体状弱透水层K和Ss的瞬态特征。反演结果显示,观测时段内K的变幅为1.02×10^(-5)~5.89×10^(-4)m/a,平均值为1.38×10^(-4)m/a,Ss的变幅为4.34×10^(-4)~6.02×10^(-3)m^(-1),平均值为2.65×10^(-3)m^(-1)。基于反演所得参数瞬态特征,分析原位弱透水层在1994年前后分别以弹性和塑性变形为主,弱透水层K呈现与含水层水位相反的季节性变化特征,该现象可能与渗流力作用下细粒物质在含水层与弱透水层透镜体交界面附近的对孔隙的阻塞和疏通作用有关。该方法可获取完整观测时段内水文地质参数的动态变化轨迹,在计算评价地表水-地下水交互领域的河床渗透性、原位修复领域的渗透反应墙渗透性等的动态演化特征方面具有潜在的应用价值,并可作为构建水文地质领域、岩土工程等领域有关本构模型的有效辅助手段。

指示克里格矿产资源量三维估算方法应用研究——以安徽省某斑岩型铜金矿床为例

文章以安徽省某大型斑岩型铜金矿床为研究对象,基于指示克里格方法对矿床Cu资源量进行估算研究,并将估算结果与传统几何法和普通克里格方法估算结果进行对比分析,以评价指示克里格法的适用性与合理性。研究结果表明:指示克里格估算结果与其他两种方法相比虽有一定偏差,但均在误差范围内,表明指示克里格法适用于斑岩型铜金矿的资源量估算工作;指示克里格法由于考虑了品位数据的空间分布特征及特异值的影响,相比传统几何法、普通克里格法,估算结果中的平均品位和金属量均偏高;指示克里格方法更适用于品位分布连续性较差、特异值具有较高价值和意义的金属矿床。

一种基于沉积模式的多点地质统计学建模方法

地下储层分布是位置的函数,不同位置处的沉积模式具有差异性。在储层预测时,除了挖掘已有资料所提供的结构和统计信息外,还应该引入待估点位置的信息,以反映沉积储层模式随位置变化的非平稳特征。提出了一种基于沉积模式的多点地质统计学方法,通过距离函数将储层特征与沉积位置相关联,采用整体替换、结构化随机路径以及多重网格策略再现沉积模式。基于现代鄱阳湖沉积所建立的合成非平稳性三角洲前缘沉积地层建模表明,新设计的方法较传统的建模方法更好地反映了三角洲相沉积地层非平稳沉积模式,新设计方法有更好的地质适用性。研究丰富了储层三维建模理论和方法,为实际油藏建模提供了新手段。

地质统计学在环境科学领域的应用进展

介绍了地质统计学的产生与发展现状,回顾了其在土壤环境、水环境等环境科学领域应用的一些成果。这些成果表明,地质统计学方法是污染物空间分布状况精确估值的有效方法。在此基础上,就地质统计学在环境科学领域的应用前景进行了展望。

水稻叶面积指数和产量的空间变异性及关系研究

该文运用地质统计学方法分析了水稻叶面积指数与产量的空间分布及关系,结果表明:叶面积指数和产量均近似正态分布;在所研究的条件下,产量和大部分生育阶段(除拔节期)的叶面积指数都具有空间结构;孕穗期、抽穗期和乳熟期叶面积指数与产量在一定范围内具有显著空间相关关系。借鉴指示克立格的思想,提出了指示值分布法,分析了以上3个生育阶段的综合叶面积指数分布与产量的关系,该方法不仅对于水稻的遥感估产和精确农业的实施具有借鉴意义,且对于其它领域研究某一变量与某几个变量的空间分布关系,或某一变量随时间的动态变化与另一个变量的关系具有一定的参考价值。

阿舍勒铜矿可视化储量计算的指示克里格法应用研究

应用计算机图形学方法在VC.net环境下利用Open GL图形库函数完全自主开发了指示克里格法的三维可视化储量计算模块,给出了指示克里格法的计算步骤,并设计出阿舍勒铜矿体的指示克里格法可视化储量计算流程,实现了对阿舍勒铜矿体的指示克里格可视化储量计算。结果表明,指示克里格法储量计算能够取得较理想的预测结果。

时空多元指示克立格法的理论研究

在空间指示克立格法和协同区域化理论研究的基础上 ,对时空多元指示克立格法进行研究。探讨了时空域中的指示二阶距、主分量指示克立格法。

矿井小断层延伸长度的多元线性回归预测模型

矿井小断层普遍存在且错综复杂,对煤层开采影响很大。根据黄河北煤田赵官井田7号煤层小断层资料,选取断层走向延展长度、断层落差和断层倾角3个因素,运用多元回归分析方法,建立了7号煤层NE、NEE和NW向小断层延伸长度的预测模型。实际应用表明,该模型的预测精度较高,比较符合实际情况。

土壤水分空间插值的克里金平滑效应修正方法

地统计学的普通克里金法是研究土壤水分空间变异特性和描绘其空间分布的有效方法。但与其它建立在最小二乘标准上的插值方法一样,普通克里金法也存在着平滑效应问题,即估计值的变异程度比实际要小,从而导致估计值往往不能反映出土壤水分真实的空间变化特征。结合实际的土壤水分监测数据,采用Yamamoto提出的一套针对普通克里金估计值进行后处理的方法,较好地解决了普通克里金法平滑效应的问题,在保证局部估计值精度的同时,重现了土壤含水率在空间的分布与变化特征。

地理空间抽样理论研究综述

抽样调查是地理研究、资源评估、环境问题研究和社会经济问题研究的重要手段。对于地理分布的各种资源,由于调查数据往往具有空间相关性,传统的抽样调查理论无法满足日益增长的空间抽样需求。空间抽样理论是对具有空间相关性的各种资源和调查对象进行抽样设计的基础。本文详细论述了空间抽样理论发展现状。首先介绍了空间抽样的产生和发展,以及空间抽样所要研究的四个问题。然后介绍了基于设计的和基于模型的抽样统计推断方式,以及它们适用的范围。最后本文详细论述了Kriging理论在抽样理论的应用、前向、后向和双向样本布局方法和六种空间抽样样本优化选择标准。

地统计方法学研究进展

地统计方法学已经成为空间预测与不确定性分析的关键性工具。本研究从文献计量学和方法学演变过程两个角度开展了1967～2005年的地统计方法学研究综述研究。首先从宏观角度分析其发展趋势、应用情况与模式,然后总结其演化规律、适宜性和选择原则。研究表明:地统计方法学的演化规律表现为稳态向非稳态演变、单变量向多变量(含二次信息)演变、参数与非参数方法相互补充、线性向非线性方法演变和空间静态向时空动态演变;此外,未来研究发展方向集中在半变异函数估计新方法、不确定性地统计学、时空地统计学与多点地统计学、机理模型与地统计学耦合研究和基于地统计学模拟的不确定性决策等。

基于随机游走过程的多点地质统计学建模方法

在分析国内外建模方法现状及其特点的基础上,提出了一种用于河流相储层模拟的新方法,即基于随机游走过程的多点地质统计学方法(RMPS)。首先提出了7个方向迁移概率计算及4个方向河道源头搜索的随机游走过程的改进,实现了高曲率回旋河道和网状河等模拟以及各种类型河流相的主流线预测。其次在预测河道主流线的基础上,利用它对多点地质统计学的数据事件选择性进行约束,从而提高了数据事件选择的合理性,可以获得更加准确的河道地质模型。通过对GoogleEarth取得的现代河流卫星图片模拟结果表明,RMPS比多点地质统计学方法更好地再现了河道的形态。敏感性分析结果表明,该方法具有一定的稳定性。

地质统计学中变差函数参数估计的新方法

遗传算法是一种模拟生物进化规律的全局优化算法。对传统的遗传算法进行改进，并应用于地质统计学变差函数参数估计中。实例分析表明，该方法简便、通用，具有较高拟合精度，是非线性。

区域地下水位插值的整体-局部组合方法

利用趋势面分析法进行空间插值时估值趋势面光滑,对局部数据起伏较大的区域插值精度不理想。针对这一问题,该文基于非平稳地下水位数据,在用趋势面分析法进行空间插值的基础上,运用Yamamoto提出的修正的普通克里金法对区域残差进行了空间插值。将趋势面分析法的估计值与残差估计值相加,得到区域地下水位的空间分布规律。结果表明,采用这种整体与局部结合的组合插值方法,地下水位插值的结果比趋势面分析结果更接近实际情况,在保证全局最优的同时较好地解决了估值趋势面光滑、局部插值精度低的问题,更能真实地反映区域地下水位空间分布特征。

克立格法在SURPAC软件中的实现及应用

克里格法是地质统计学中最主要和最基本的一种局部估计方法。以某金矿山为例,介绍了在SUR-PAC软件中应用克立格法进行品位估计应注意的问题及实现步骤:如何进行域的选取,如何进行样品组合,如何进行统计分析,如何做变异函数及进行结构分析,如何利用克立格法进行品位估计及结果的验证等。克立格法利用了脉矿的空间变化及其品位的变化特征来计算样品的加权因素,改变了传统复杂的求体积、体重的储量计算方法,计算矿区储量方便、快捷。

基于地下水多变量空间聚类分析的变异性评价

在现存地下水监测网站中,观测站点分布的任意性、随意性和层次不清以及观测数据的冗余性等问题普遍存在,应用空间聚类原理,对所选研究区域廊坊地下水的监测点位及监测指标分别进行了空间聚类分析,对原始数据和经聚类处理后的数据分别进行了空间变异性评价,结果显示空间聚类分析是有效合理的。试图将空间变异性和空间聚类方法结合起来,为环境监测点的重新布置提供了理论依据,使提高监测效率与监测点的代表性、优化监测网格成为了可能;了解监测指标及监测点位在空间上的相关程度,为环境监测指标的确定提供理论依据,进而为环境管理、污染物控制以及环境资源的综合利用提供基础依据。

条件模拟原理和技术进展及在水资源系统中的应用

在简要介绍条件模拟基本原理基础上 ,重点评述了国外 2 0世纪 90年代新的数学方法和计算技术进展及在国内外水资源系统应用的主要成果 。

地质统计学新进展

地质统计学 (空间信息统计学 )是数学地质领域中一门发展迅速且有着广泛应用前景的新兴科学。结合地质统计学发展现状 ,对地质统计学的新进展进行了研究 ,从地质统计学理论体系、应用及软件开发等方面探讨了地质统计学的发展前缘。并指出时空多元技术、条件模拟、非参数和非线性将是地质统计学今后的发展趋势。

时空多元协同克立格的理论研究

本文结合地质统计学的最新成果，在空间协同区域化理论的基础上，对时空域中多元信息的协同克立格（ＳＴＣＯＫ）理论进行了较为详细的研究。主要研究内容有：（１）ＳＴＣＯＫ中的互变异函数与互协方差函数；（２）ＳＴＣＯＫ方程组及求解估值权因子的三种方法：①传统普通协同克立格法（ＳＴＴＯＣＯＫ），②标准普通协同克立格法（ＳＴＳＯＣＯＫ），③简单协同克立格法（ＳＴＳＣＯＫ）；（３）排列协同克立格（ＳＴＣＯＬＣＯＫ）；（４）指示协同克立格（ＳＴＩＫＣＯＫ）。

地质统计学在东天山化探信息提取中的应用

地球化学场和地球物理场都具有一定的空间结构性和空间自相关性,而揭示这种空间相关性的有力工具是变差函数。利用变差函数对东天山的1∶20万区域地球化学数据Cu和Au进行了结构分析。结果表明:两元素在东西方向有着较好的稳定性和连续性,南北方向有较大的变化性并具有一定的线性漂移,总体呈现带状异常,与东天山EW方向大断裂具有很好的一致性。利用泛克里格法对Cu、Au进行了异常信息的提取和评价,泛克里格法提取的剩余异常不仅能突出高异常区,也较清晰地反映了部分低缓异常带,为研究区域化探异常分布特征提供了丰富的信息。